Hambach, B. (Corresponding author) ; Institut für Biotechnologie (Jülich, 2) ; Technische Hochschule (Aachen)

1994
Forschungszentrum Jülich Jülich

Report No.: Juel-2886

Abstract: Der zunehmende Bedarf an Wirkstoffen in Pharmazie und Medizin erfordert Neuerungen und Verbesserungen bei ihrer Herstellung. Die Gestaltung der Herstellungswege, also die zielgerichtete Nutzung naturwissenschaftlicher Beobachtung hin zu neuen Produkten, ist eine zentrale Aufgabe der Verfahrenstechnik. Warum aber ergänzt diese Disziplin ihre traditionellen Methoden mit biologischen Komponenten? Eine gleichlautende Frage, die auf die Naturwissenschaften Chemie und Physik abzielt, wurde nie formuliert. Ihre Anwendung zur Herstellung hochwertiger Produkte rechtfertigt sich aus rein ökonomischer Sicht per se. Die jeweils angewandte Technik orientiert sich in der Verfahrenstechnik am Prozeßziel, im vorliegenden Falle an einem Produkt. Wirkstoffen fär den diagnostischen und therapeutischen Bereich ist vielfach ein vernetzter, hochmolekularer Aufbau zu eigen - zum Beispiel besteht der Blutgerinnungsfaktor VIII aus 2332 Aminosäuren; in vielen Fällen können nur biologische Prozeßstufen ihre Synthese leisten. Die Gründe für ihren Einsatz zum geradezu perfekten Aufbau natürlicher Substanzen sind folgerichtig spezifisch biologische: • Biologische Prozesse setzen sich aus untereinander vernetzten Teilreaktionen und Reaktionskreisläufen zusammen. Der Aufbau der hieraus hervorgehenden Produkte kann daher ausschließlich in einem komplexen Organismus vollzogen werden, der das gleichzeitige Einhalten zahlreicher notwendiger Randbedingungen gestaltet. Nur so können die Schwierigkeiten von in Serie geschalteten Einzelsynthesen umgangen werden. • Produkte für den medizinischen Bereich stellen häufig Proteine dar, sie bilden korpereigene Sequenzen nach, oder sie orientieren sich an der Aufgabe, mit Bindungsstellen in einem lebenden Organismus in Wechselwirkung zu treten. Eine weitergehende Forderung an solche Wirkstoffe zielt auf eine Vermeidung aller unerwünschten Wechsel- und Nebenwirkungen. Was liegt also näher, als eine durch Evolution gereifte Technik in Anspruch zu nehmen (vgl. [42])? Zellen höherer Lebewesen können vorteilhaft Produkte höchster Komplexität aufbauen und abgeben. Da sie dazu aus dem natlülichen Zellverbund gelöst werden, besteht die wesentliche Aufgabe der Zellkulturtechnik darin, geeignete Lebensbedingungen für den lebenden Organismus Zelle bereitzustellen. Den Anforderungen an ein industrielles Verfahren ist durch eine geeignete Prozeßführung Rechnung zu tragen. Die Untersuchungen hierzu bilden den Inhalt und das Ziel dieser Arbeit.

Keyword(s): bioreactor ; cell culture ; fluidized bed ; bioengineering

1. Institut für Biotechnologie (IBT)